(57)【要約】【課題】対象部位以外からのノイズを除去して精度良く異常診断を行うことができる軸受の異常診断装置を提供する。【解決手段】部位特定部８によってハウジング４と外輪３との接触面、および外輪３と転動体２との接触面の少なくともいずれか一方の特定部位からの反射波強度を測定する反射波強度測定部９ａ，９ｂを設け、この反射波強度測定部９ａ，９ｂによる測定結果を周波数解析部１０ａ，１０ｂで周波数解析し、この周波数解析結果に基づいて対応するピークを持つ周波数の強度から、ハウジング４と外輪３との接触面からの反射波を用いて回転体回転周波数算出部１１で求めた回転周波数ｆｒと、外輪３と転動体２との接触面からの反射波を用いて転動体公転周波数算出部１２で求めた公転周波数ｆｃとに対応する強度を用いて異常診断部１３で異常診断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に位置する外輪と内輪の間に複数の転動体を有してなる軸受に対して、ハウジング内に設けた超音波探触子と、この超音波探触子から超音波を受信するためのレシーバーと、このレシーバーが受信した波形を分析して異常診断を行う波形分析部とを備えた軸受の異常診断装置において、上記波形分析部に、上記ハウジングと上記外輪との接触面、および上記外輪と上記転動体との接触面の少なくともいずれか一方の部位を特定する部位特定部と、この部位特定部によって特定された部位からの反射波強度を測定する反射波強度測定部と、この反射波強度測定部による測定結果を周波数解析する周波数解析部と、この周波数解析結果に基づいて対応するピークを持つ周波数の強度から異常診断を行う異常診断部とを備えたことを特徴とする軸受の異常診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、上記部位特定部が上記ハウジングと上記外輪との接触面を特定したときの上記周波数解析部の解析結果から上記内輪の回転周波数を算出する回転体回転周波数算出部を設け、上記異常診断部は上記回転体回転周波数算出部で算出した回転周波数に対応する強度を用いて異常診断を行うようにしたことを特徴とする軸受の異常診断装置。
【請求項３】
請求項１に記載のものにおいて、上記部位特定部が上記外輪と上記転動体との接触面を特定したときの上記周波数解析部の解析結果から上記転動体の公転周波数を求める転動体公転周波数算出部を設け、上記異常診断部は上記転動体公転周波数算出部で算出した公転周波数に対応する強度を用いて異常診断を行うようにしたことを特徴とする軸受の異常診断装置。
【請求項４】
ハウジング内に位置する外輪と内輪の間に複数の転動体を有してなる軸受に設けた超音波探触子と、この超音波探触子から超音波を受信するためのレシーバーと、このレシーバーが受信した波形を分析して異常診断を行う波形分析部と備えた軸受の異常診断装置において、上記波形分析部に、上記ハウジングと上記外輪との接触面および上記外輪と上記転動体との接触面の部位を特定する部位特定部と、この部位特定部によって特定された上記ハウジングと上記外輪との接触面からの反射波強度を測定する第一の反射波強度測定部と、この第一の反射波強度測定部による測定結果を周波数解析する第一の周波数解析部と、この第一の周波数解析部の解析結果から上記内輪の回転周波数を算出する回転体回転周波数算出部と、部位特定部によって特定された上記外輪と上記転動体との接触面からの反射波強度を測定する第二の反射波強度測定部と、この第二の反射波強度測定部による測定結果を周波数解析する第二の周波数解析部と、この第二の周波数解析部の解析結果から上記転動体の公転周波数を求める転動体公転周波数算出部と、上記第一の周波数解析部と上記第二の周波数解析部による周波数解析結果に基づく上記回転体回転周波数算出部および転動体公転周波数算出部による回転周波数および公転周波数に対応する強度を用いて異常診断を行う異常診断部とを備えたことを特徴とする軸受の異常診断装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載のものにおいて、上記超音波探触子を、スクリュー式空気圧縮機のロータの軸受けに設けたことを特徴とする軸受の異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受の異常を診断する軸受の異常診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受の異常診断装置としては、音響センサ、振動センサ、ＡＥセンサ、超音波センサなどを用いたものが知られ、例えば、転がり軸受が発生する音を収集し、この音波形に対して周波数解析、エンベロープ処理や波高計算を施すことにより転がり軸受の異常を診断するもの（例えば、特許文献１〜特許文献４参照）が知られている。
【特許文献１】特開２０００−１４６７６２号公報
【特許文献２】特開２００４−９３１８５号公報
【特許文献３】特開２００４−１８４４００号公報
【特許文献４】特開２００４−２３３２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の軸受の異常診断装置では、各センサが異常診断の対象以外のものを発生源とするものも検出してしまい、これらがノイズとなって精度の良い異常診断を行うのが難しかった。また、異常発生部位に応じて発生すると予想される周波数成分の強度の大小により異常有無を診断するためには、内輪つまり回転体の回転周波数や転動体が公転する周波数を正確に把握する必要があるが、特許文献２などでは、内輪の回転周波数は別途設置した検出手段によるとしており、転動体が公転する周波数については内輪の回転周波数から理論的に求めるとしている。しかし、一般的な回転機械に内輪の回転数を正確に求めることができる手段があらかじめ設置されていることはあまり期待できないし、また、軸受部の負荷状態によって転動体はスリップすることなどから、転動体が理論どおりに公転しているとは限らず、異常発生部位に応じて発生する周波数を正確に予想することが困難であった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、対象部位以外からのノイズを除去して精度良く異常診断を行うことができる軸受の異常診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、ハウジング内に位置する外輪と内輪の間に複数の転動体を有してなる軸受に設けた超音波探触子と、この超音波探触子から超音波を受信するためのレシーバーと、このレシーバーが受信した波形を分析して異常診断を行う波形分析部と備えた軸受の異常診断装置において、上記波形分析部に、上記ハウジングと上記外輪との接触面、および上記外輪と上記転動体との接触面の少なくともいずれか一方の部位を特定する部位特定部と、この部位特定部によって特定された部位からの反射波強度を測定する反射波強度測定部と、この反射波強度測定部による測定結果を周波数解析する周波数解析部と、この周波数解析結果に基づいて対応するピークを持つ周波数の強度から異常診断を行う異常診断部とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のものにおいて、上記部位特定部が上記ハウジングと上記外輪との接触面を特定したときの上記周波数解析部の解析結果から上記内輪の回転周波数を算出する回転体回転周波数算出部を設け、上記異常診断部は上記回転体回転周波数算出部で算出した回転周波数に対応する周波数の強度を用いて異常診断を行うようにしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載のものにおいて、上記部位特定部が上記外輪と上記転動体との接触面を特定したときの上記周波数解析部の解析結果から上記転動体の公転周波数を求める転動体公転周波数算出部を設け、上記異常診断部は上記転動体公転周波数算出部で算出した公転周波数に対応する強度を用いて異常診断を行うようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の本発明は、ハウジング内に位置する外輪と内輪の間に複数の転動体を有してなる軸受に設けた超音波探触子と、この超音波探触子から超音波を受信するためのレシーバーと、このレシーバーが受信した波形を分析して異常診断を行う波形分析部とを備えた軸受の異常診断装置において、上記波形分析部に、上記ハウジングと上記外輪との接触面および上記外輪と上記転動体との接触面の部位を特定する部位特定部と、この部位特定部によって特定された上記ハウジングと上記外輪との接触面からの反射波強度を測定する第一の反射波強度測定部と、この第一の反射波強度測定部による測定結果を周波数解析する第一の周波数解析部と、この第一の周波数解析部の解析結果から上記内輪の回転周波数を算出する回転体回転周波数算出部と、部位特定部によって特定された上記外輪と上記転動体との接触面からの反射波強度を測定する第二の反射波強度測定部と、この第二の反射波強度測定部による測定結果を周波数解析する第二の周波数解析部と、この第二の周波数解析部の解析結果から上記転動体の公転周波数を求める転動体公転周波数算出部と、上記第一の周波数解析部と上記第二の周波数解析部による周波数解析結果に基づく上記回転体回転周波数算出部および転動体公転周波数算出部による回転周波数および公転周波数に対応する強度を用いて異常診断を行う異常診断部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の本発明は、請求項１〜４のいずれか一つに記載のものにおいて、上記超音波探触子を、スクリュー式空気圧縮機のロータの軸受けに設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による軸受の異常診断装置は、波形分析部に、部位特定部によって軸受のハウジングと外輪との接触面、および軸受の外輪と転動体との接触面の少なくともいずれか一方の特定部位からの反射波強度を測定する反射波強度測定部を設け、この反射波強度測定部による測定結果を周波数解析部で周波数解析し、この周波数解析結果に基づいて対応するピークを持つ周波数の強度から異常診断部で異常診断するようにしているため、部位特定部によって特定部位を選定し、その反射波強度の周波数解析を行うことができ、他の部位からのノイズを除去して精度の良い正確な異常診断を行うことができる。
【００１１】
また請求項２に記載の本発明による軸受の異常診断装置は、周波数解析部の解析結果から内輪の回転周波数を算出する回転体回転周波数算出部を設け、異常診断部は回転周波数に対応する強度を用いて異常診断を行うようにしたため、ハウジングと外輪との接触部からの反射波に強く含まれる回転周波数を精度良く算出することができ、これに対応する周波数解析結果の強度を用いて、内輪が回転する回転周波数を別途設置した検出手段を用いることなく、周波数解析から異常発生部位に応じて発生する周波数を正確に予想して、正確な異常診断を行うことができる。
【００１２】
また請求項３に記載の本発明による軸受の異常診断装置は、周波数解析部の解析結果から転動体の公転周波数を求める転動体公転周波数算出部を設け、異常診断部は公転周波数に対応する強度を用いて異常診断を行うようにしたため、外輪内周面からの反射波に強く含まれる公転周波数を精度良く算出することができ、これに対応する周波数解析結果の強度を用いて、従来のように公転周波数を回転周波数から理論的に求めることなく、また軸受部の負荷状態によって転動体がスリップして転動体が理論どおりに公転していなくても、周波数解析から異常発生部位に応じて発生する周波数を正確に予想して、正確な異常診断を行うことができる。
【００１３】
さらに請求項４に記載の本発明による軸受の異常診断装置によれば、部位特定部によって特定部位を選定し、その反射波強度の周波数解析を行うことができ、他の部位からのノイズを除去して精度の良い正確な異常診断を行うことができる。またハウジングと外輪との接触部からの反射波に強く含まれる回転周波数と、外輪内周面からの反射波に強く含まれる公転周波数とをそれぞれ精度良く算出することができ、これに対応する周波数解析結果の強度を用いて、従来のように内輪が回転する回転周波数を別途設置した検出手段を用いることなく、また公転周波数を回転周波数から理論的に求めることなく、さらに軸受部の負荷状態によって転動体がスリップして転動体が理論どおりに公転していなくても、周波数解析から異常発生部位に応じて発生する周波数を正確に予想して、正確な異常診断を行うことができる。
【００１４】
さらに請求項５に記載の本発明による軸受の異常診断装置によれば、スクリュー式空気圧縮機のロータの軸受においても、波形分析部に、部位特定部によって軸受のハウジングと外輪との接触面、および軸受の外輪と転動体との接触面の少なくともいずれか一方の特定部位からの反射波強度を測定する反射波強度測定部を設け、この反射波強度測定部による測定結果を周波数解析部で周波数解析し、この周波数解析結果に基づいて対応するピークを持つ周波数の強度から異常診断部で異常診断するようにしているため、部位特定部によって特定部位を選定し、その反射波強度の周波数解析を行うことができ、他の部位からのノイズを除去して精度の良い正確な異常診断を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態による軸受の異常診断装置を示すブロック構成図である。
軸受は、内輪１と外輪３との間に複数の転動体２を配置し、これらをハウジング４内に収納している。この軸受のハウジング４の外周部には、超音波探触子５を取り付けており、この超音波探触子５は図示を省略したパルサーから入力される数百〜数万Ｈｚで繰り返し発信されるパルスにより振動し、超音波を発振する。この超音波はハウジング４を通過し、ハウジング４と外輪３との接触面において反射され、また、一部はハウジング４と外輪３との接触部を通過し外輪３の内周面から反射される。これら反射波はレシーバ６を介して波形分析部７に入力される。
【００１６】
この波形分析部７は、反射波の時間要素から部位を特定する部位特定部８と、この部位特定部８によって特定されたハウジング４と外輪３との接触面からの反射波のみを取り出してその反射波強度を検出する第一の反射波強度測定部９ａと、この第一の反射波強度測定部９ａからのデータを周波数解析する第一の周波数解析部１０ａと、この第一の周波数解析部１０ａの解析結果から内輪１の回転周波数を算出する回転周波数算出部１１と、部位特定部８によって特定された外輪３の内周面からの反射波のみを取り出してその反射波強度を検出する第二の反射波強度測定部９ｂと、この第二の反射波強度測定部９ｂからのデータを周波数解析する第二の周波数解析部１０ｂと、この第二の周波数解析部１０ｂの解析結果から転動体２の公転周波数を算出する回転体公転周波数算出部１２と、回転周波数算出部１１および回転体公転周波数算出部１２により算出した回転周波数および公転周波数に対応させてた第一の周波数解析部１０ａおよび第二の周波数解析部１０ｂの出力における強度から軸受の異常を診断する異常診断部１３と、第一の周波数解析部１２ａおよび第二の周波数解析部１２ｂの出力の特定周波数成分の強度や異常診断部１３での診断結果などを記録保存する記録部１５と、第一の周波数解析部１２ａおよび第二の周波数解析部１２ｂの出力の特定周波数成分の強度を記録部１５に記録保存しておいた過去の特定周波数の強度と比較して軸受の劣化を診断する劣化診断部１４とを備えている。
【００１７】
図２および図３は、パルスが一度発信されるたびにレシーバ６が波形分析部７へ出力する超音波の波形図を示している。
超音波探触子５を設置した位置の外輪３の内周面に転動体２がない場合、図２に示すようにハウジング４と外輪３との接触面からの反射波１７ａは入射波１６に対して時間遅れを有して強度が低下し、また外輪３の内周面からの反射波１８ａはさらに時間遅れを有して強度が低下する。一方、超音波探触子５を設置した位置の外輪３の内周面に転動体２がある場合、図３に示すように転動体２により外輪３がハウジング４に押し付けられるため、転動体２がない場合に比べてハウジング４と外輪３との接触面からの反射波１７ｂの強度、また外輪３の内周面からの反射波１８ｂの強度はそれぞれ低下する。
【００１８】
レシーバ６からこの反射波を受け取った部位特定部８は、図３に示した時間要素からハウジング４と外輪３との接触面からの反射波１７ａと、外輪３の内周面からの反射波１８ｂとに分別して、それぞれ第一の反射波強度測定部９ａと第二の反射波強度測定部９ｂに出力し、これらの反射波強度測定部９ａ，９ｂでそれぞれその反射波強度を求める。
【００１９】
図４および図５は、ラジアル荷重が一定の場合に第一の反射波強度測定部９ａおよび第二の反射波強度測定部９ｂで得られた反射波強度を時系列に並べた波形図である。
図４に示したハウジング４と外輪３との接触面からの反射波強度の変化波形１９ａと、図５に示した転動体２と外輪３との接触面からの反射波強度の変化波形１９ｂとは、どちらも、転動体２が超音波探触子５の位置を通過する周波数Ｚｆｃで変動している。しかし、転動体２が通過するときの反射波強度の低下は外輪３の内周面においてより顕著なものとなっている。ただし、一般的には内輪１にはアンバランスがあるため、軸受に掛かるラジアル荷重も１回転を１周期とする変動を生じている。このため、アンバランスによるラジアル荷重の変動がある場合の反射波強度の変化波形２０ａ，２０ｂの変動は、図４および５とは異なり図６および図７に示すようになる。反射波強度の変化波形２０ａ，２０ｂは、どちらも、転動体２が超音波探触子５の位置を通過する周波数Ｚｆｃと、内輪１が取り付けられた回転体の回転周波数ｆｒで変動する。
【００２０】
次に、周波数解析部１０ａ，１０ｂについて説明する。
先ず、文中に出てくる周波数についてここで説明すると、周波数ｆｒは内輪１の回転周波数であるが、内輪１が取り付けられた回転体の回転周波数でもある。周波数ｆｃは、保持器の回転周波数であるが、これは転動体２の公転周波数とも言える。また、この公転周波数ｆｃに転動体２の数Ｚを乗じたＺｆｃは、外輪３の特定位置を転動体２が通過する周波数である。周波数ｆｉは、内輪１に対する相対的な保持器の回転周波数であり、回転周波数ｆｉ＝ｆｒ−ｆｃとして回転周波数ｆｒおよび公転周波数ｆｃから求めることができる。また、これに転動体２の数Ｚを乗じたＺｆｉは、内輪１の特定位置を転動体２が通過する周波数である。
【００２１】
第一の周波数解析部１０ａは、図６に示した反射波強度の変化波形２０ａを第一の反射波強度測定部９ａから受け取り、その周波数を分析を行う。例えば、図６の変化波形２０ａをＦＦＴにより解析すると、図８に示すようにハウジング４と外輪３との接触部からの反射波には回転周波数ｆｒが強く含まれている。
【００２２】
一方、第二の周波数解析部１０ｂは、図７に示した反射波強度の変化波形２０ｂを第二の反射波強度測定部９ｂから受け取り、その周波数を分析する。例えば、図７の変化波形２０ｂをＦＦＴにより解析すると、図９に示すように外輪３内周面からの反射波には公転周波数ｆｃが強く含まれている。
【００２３】
第一の周波数解析部１０ａでの解析結果を用いて回転体回転周波数算出部１１は、ピークを持つ周波数のうちから回転周波数ｆｒを求める。第二の周波数解析部１０ｂでの解析結果を用いて転動体公転周波数算出部１２は、ピークを持つ周波数のうちから公転周波数ｆｃを求める。
【００２４】
異常診断部１３では、第一の周波数解析部１０ａおよび第二の周波数解析部１０ｂにおいて得られた周波数強度分析結果のうちのピークを持つ周波数の強度、例えば回転体回転周波数ｆｒに対応する強度、転動体公転周波数ｆｃに対応する強度、これらから算出した周波数Ｚｆｉにおける強度などを予め設定した閾値と比較して軸受の異常を診断する。その後、回転体回転周波数ｆｒに対応する強度、転動体公転周波数ｆｃに対応する強度、内輪１の異常診断時の周波数Ｚｆｉにおける強度などを記憶部１５に格納する。劣化診断部１４は、記憶部１５に格納されている前回の各データと今回の各データを比較し、劣化が進展しているかどうかを判定する。
【００２５】
この異常診断部１３での異常診断に際して、上述したように部位特定部８によって特定したハウジング４と外輪３との接触部からの反射波から回転周波数ｆｒを算出し、また部位特定部８によって特定した外輪３内周面からの反射波から公転周波数ｆｃを算出すると、図８および図９から分かるようにそれぞれピーク値を有する解析結果となってノイズが除去されるので、回転周波数ｆｒによって一層ノイズがなく精度の良い異常診断が可能となり、同様に公転周波数ｆｃによって一層ノイズがなく精度の良い異常診断が可能となる。
【００２６】
異常診断部１３では、第一の周波数解析部１０ａおよび第二の周波数解析部１０ｂにおいて得られた周波数強度分析結果のうちのピークを持つ周波数の強度、例えば回転体回転周波数ｆｒに対応する強度、転動体公転周波数ｆｃに対応する強度、これらから算出した周波数Ｚｆｉにおける強度などを予め設定した閾値と比較して軸受の異常を診断する。その後、回転体回転周波数ｆｒに対応する強度、転動体公転周波数ｆｃに対応する強度、内輪１の異常診断時の周波数Ｚｆｉにおける強度などを記憶部１５に格納する。劣化診断部１４は、記憶部１５に格納されている前回の各データと今回の各データを比較し、劣化が進展しているかどうかを判定する。
【００２７】
次に、内輪１の転走面に傷がある場合と、外輪３の転走面に傷がある場合の異常診断について具体的に説明する。
先ず、内輪１の転走面に傷がある場合、内輪１の傷が転動体２と接触するたびに外輪３が微小な振動をし、ハウジング４と外輪３との接触状態が変動する。このため、ハウジング４と外輪３との接触部からの反射波強度変化は図１０のような変化波形２２となる。これをＦＦＴにかけると、図１１に示した周波数解析結果のように内輪１の特定位置を転動体２が通過する周波数Ｚｆｉにおいてピークが現れる。正常な場合、この成分は全く含まれないかまたは極弱いので、この成分の強度を予め設定した閾値と比較することで、内輪１の異常有無を診断することが可能となる。このとき注目する周波数ｆｉは、先に求めた回転体回転周波数ｆｒと転動体公転周波数ｆｃから求める。
【００２８】
軸受の寸法等から転動体公転周波数ｆｃは理論的にも求めることはできるが、実際には転動体にはすべり等が生じているため、理論的に求めた転動体公転周波数ｆｃは必ずしも正確ではないが、上述したように転動体２の動きを実測することで、正確に転動体公転周波数ｆｃを推定でき、異常の有無を正確に診断することが可能になる。
【００２９】
一方、外輪３の転走面に傷がある場合は、外輪３の傷が転動体２と接触するたびに外輪３は微小な振動をし、ハウジング４と外輪３との接触状態が変動する。このため、ハウジング４と外輪３との接触部からの反射波強度変化は図１２のような変化波形２２ｂとなる。これをハイパスフィルタにかけると、図１３に示した周波数解析結果のように超音波探触子５の位置を転動体２が通過する周波数Ｚｆｃの間隔でパルス状の波形２３が得られる。この波形２３は、同図中点線で示す正常時の波形２４とは異なる。図１３に示した波形２３をＦＦＴにかけると、図１4に示すように周波数Ｚｆｃおよびその高調波（ｎＺｆｃ、ｎ＝１，２，３，…）成分にピークが現れる。従って、これらの成分の強度を予め設定した閾値と比較することで、外輪３の走行面における異常の有無を診断することが可能となる。
【００３０】
上述した軸受の異常診断装置を用いて軸受に関して定期的あるいは任意の時期に繰り返し行う場合、内輪１の異常診断時に、その特定位置を転動体２が通過する周波数Ｚｆｉにおける強度や、外輪３の異常診断時に、その特定位置を転動体２が通過する周波数Ｚｆｃにおける強度を劣化検出部１４に取り込み、これを記憶部１５に格納している前回の検査時の値と比較することで、異常部分の劣化状態を判断することができる。例えば、内輪１の異常診断時の周波数Ｚｆｉにおける強度が検査のたびに増加しているのであれば、劣化は進行していると考えることができる。また、この劣化の進展状況に基づいて周波数Ｚｆｉにおける強度が予め設定した閾値を越えて異常となる時期を予測することもできる。
【００３１】
このように上述した軸受異常診断装置は、波形分析部７に、部位特定部８によって軸受のハウジング４と外輪３との接触面、および軸受の外輪３と転動体２との接触面の少なくともいずれか一方の特定部位からの反射波強度を測定する反射波強度測定部９ａ，９ｂを設け、この反射波強度測定部９ａ，９ｂによる測定結果を周波数解析部１０ａ，１０ｂで周波数解析し、この周波数解析結果に基づいて対応するピークを持つ周波数の強度から異常診断部１３で異常診断するようにしているため、部位特定部８によって特定部位を選定し、その反射波強度の周波数解析を行うことができ、他の部位からのノイズを除去して精度の良い正確な異常診断を行うことができる。
【００３２】
また、上述した軸受異常診断装置は、周波数解析部１０ａ，１０ｂにこの周波数解析結果に基づいて回転体回転周波数ｆｒおよび転動体公転周波数ｆｃを算出する回転体回転周波数算出部１１および転動体公転周波数算出部１２の少なくともいずれか一方を設けたため、内輪１が回転する回転体回転周波数ｆｒを別途設置した検出手段を用いることなく、または転動体２が公転する転動体公転周波数ｆｃを回転体回転周波数ｆｒから理論的に求めることなく、回転体回転周波数ｆｒもしくは転動体公転周波数ｆｃを得ることができ、軸受部の負荷状態によって転動体２がスリップして転動体２が理論どおりに公転していなくても、これらに基づく周波数解析から異常発生部位に応じて発生する周波数を正確に予想して、正確な異常診断を行うことができる。回転体回転周波数算出部１１および転動体公転周波数算出部１２は、両者を備えるのが望ましいが、異常診断する部位を制限しても良いならいずれか一方を備えていれば良い。
【００３３】
図１５は、本発明の他の実施の形態による軸受異常診断装置を示す要部断面図である。
同図に示したスクリュー式圧縮機２５は、ネジ状の雄ロータ２６および雌ロータ２７が一対となって回転し、空気等を圧縮するものである。このスクリュー式圧縮機２５は、タイミングギア２８により雄ロータ２６および雌ロータ２７の同期を取り、両ロータ２６，２７は非接触で回転するものであるが、タイミングギア無しで、両ロータ２６，２７が接触して回転するものもある。このような圧縮機では、異物をかみこむことなどによりロータ部に異常が生じることがある。このようなときには、軸受に掛かる荷重も、異常の生じたロータの回転周波数に応じた周波数で変動する。この変動は、ハウジング４と、その内部に図１の場合と同様に収納した外輪３との接触部からの反射波強度変化、または外輪３の内周面からの反射波強度変化として捉えることができるので、レシーバ６から波形分析部７の反射波強度測定部９ａ，９ｂで反射波強度を測定し、この反射波強度測定部９ａ，９ｂによる測定結果を周波数解析部１０ａ，１０ｂで周波数解析し、この周波数解析結果に基づいてロータの回転周波数に応じた周波数成分の強度からロータの異常を異常診断部１３で診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態による軸受異常診断装置を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示した軸受異常診断装置における反射波強度測定部が受け取る超音波波形図である。
【図３】図１に示した軸受異常診断装置における転動体通過時に反射波強度測定部が受け取る超音波波形図である。
【図４】ラジアル負荷が一定の場合のハウジングと外輪の接触部からの反射波強度変化を示す波形図である。
【図５】ラジアル負荷が一定の場合の外輪と転動体の接触部からの反射波強度変化を示す波形図である。
【図６】回転体のアンバランスによりラジアル負荷が変動する場合のハウジングと外輪の接触部からの反射波強度変化を示す波形図である。
【図７】回転体のアンバランスによりラジアル負荷が変動する場合の外輪と転動体の接触部からの反射波強度変化を示す波形図である。
【図８】図１に示した軸受異常診断装置における第一の周波数解析部による周波数解析結果を示す強度の分布波形図である。
【図９】図１に示した軸受異常診断装置における第二の周波数解析部による周波数解析結果を示す強度の分布波形図である。
【図１０】内輪の転走面に傷がある場合のハウジングと外輪の接触部からの反射波強度変化を示す波形図である。
【図１１】図１０に示した反射波強度変化を周波数解析部で周波数解析した結果を示す強度の分布波形図である。
【図１２】外輪の転走面に傷がある場合のハウジングと外輪の接触部からの反射波強度変化を示す波形図である。
【図１３】図１２に示した波形をハイパスフィルタに掛けた結果を示す反射波強度の波形図である。
【図１４】内輪異常時の反射波強度変化の周波数解析結果を示す強度の分布波形図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態による軸受異常診断装置を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    内輪
２    転動体
３    外輪
４    ハウジング
５    超音波探触子
６    レシーバ
７    波形分析部
８    部位特定部
９ａ，９ｂ    反射波強度測定部
１０ａ，１０ｂ    周波数解析部
１１    回転体回転周波数算出部
１２    転動体公転周波数算出部
１３    異常診断部
【図１】
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【図２】
2006189333.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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